CN1100970C - 空气调节器的热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种空气调节器的热交换器，按一定间隔平行排列的多个平板散热片和垂直于前述平板散热片插入的多个热交换管构成，其特征在于，为了使在平板散热片的背面与表面流动的气流成为暖流并彼此混合，减少在多个热交换管的后方产生的静流区，同时提高热交换性能，相对于热交换管的上下侧，在平板散热片上朝气流的前进方向及气流的流动反对方向左右对称地开口，并以围绕传热管加热的上下侧的周边面的放射形设置多个百叶窗型的百叶板群。

Description

空气调节器的热交换器
本发明涉及一种空气调节器的热交换器，特别是这样一种空气调节器的热交换器，它用平板散热片在多个传热管的上下侧之间形成多个百叶窗型的百叶板群，使通过百叶板群的流动气流(例如空气)成为暖流及彼此混合，从而提高热交换功能，同时，可以减少在多个传热管后方产生的静流区(例如无效空间)。
如图1所示，过去的空气调节器的热交换器由按一定间隔平行排列的多个平板散热片1和与前述平板散热片1垂直同时按锯齿形排列的热交换管2组成，气流在前述各个平板散热片1之间按箭头所示的方向流动，与热交换管2中的流体进行热交换。
平板散热片1周围的热流体特性，如图2所示，由于平板散热片1的传热表面上的温度边界层3的厚度的加厚是与从气流流入部分开始的距离的平方根成比例的，因此，从气流流入部分开始的距离增加，气流侧的热传导率就同时显著地降低，作为热交换器，就有热交换性能低的缺点。
还有，热交换管2周围的热流体特性，如图3所示，由于在热交换管2上有按箭头方向的低风速气流流动的场合，从热交换管表面的支点开始，角度为70°乃至80°处，流动分离，在热交换管2的后方产生用斜线表示的静流区4，因此，从此静流区4开始的气流侧的热传导率就显著地降低，作为热交换器，就有热交换性能低的缺点。
因而，过去的以及其它空气调节器的热交换器，如图4所示，建议相对于多个平板散热片1，在多个热交换管2的上下间隙中交错设置设有基板的按直接方式的多个百叶窗型的百叶板部分(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)。
也就是说，前述百叶窗型百叶板部分(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)，如图5所示，相互以相同的倾斜角在前述平板散热片1的背面与表面侧用切割加工突出设置，这些百叶窗型的百叶板部分(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)的上下段相对于前述热交换管2的周边表面相互平行地设置。
但是，根据按前面所述构造的过去的热交换器，由于平板散热片1的热交换流体的暖流化，特别是为了使边界层的厚度减少，采用了在平板散热片1上设置多个百叶窗型的百叶板部分(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)的构造，但是，由于这种百叶窗型的百叶板部分(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)的上下段不仅相对于前述热交换管2的周边表面平行设置，而且其全体呈长方形排列，故在热交换管2的后方产生气流不流动的静流区。还有，由于在多个平板散热片1之间的间隙中流动的气流不混合，而是平行地流动，就产生这样的问题，即不能期望有由于气流混合而得到的传热效率提高。
还有，多个百叶窗型的百叶板部分(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)由于其百叶板相对于气流的流动进行方向垂直设置，产生压力降低量的增大，使热交换性能降低的问题。
因此，本发明是为了解决上述问题的，本发明的目的在于提供一种空气调节器的热交换器，它使通过多个平板散热片之间的间隙流动的气流成为暖流并彼此混合，提高传热效率，以提高热交换性能，同时有效地减少在多个热交换管的后方产生的静流区。
本发明的其它目的在于提供一种空气调节器的热交换器，它不阻断来自热交换管的热流，而是使之顺畅地传送，同时，提高了向多个热交换管之间的传热，抑制了压力降低量的增大，提高了热交换性能。
本发明的又一目的在于提供一种空气调节器的热交换器，它在增大平板散热片的表面性的同时，具有使由前述热交换管产生的凝结水顺畅地流动的排水功能。
为了达到上述目的，本发明的空气调节器的热交换器，由气流在其间的间隙中流动并以一定的间隔平行排列的多个平板散热片和流体在内部流动并垂直地插入前述多个平板散热片的多个热交换管构成，其特征在于，为了使在前述平板散热片背面及表面流动的气流成为暖流及彼此混合，为了减少在前述多个热交换管后方产生的静流区以及为了提高热交换性能，在热交换管等的上下侧，朝气流的流动进行方向及气流的流动反对方向，在平板散热片上左右对称地开口，并在围绕热交换管上下侧的周边表面按放射形设置多个百叶窗型百叶板群。
图1示出了过去的热交换器的透视图；
图2示出了图1的平板散热片的周围的热流体特性的放大图；
图3示出了图1的热交换管周围的热流体特性的放大图；
图4示出了过去的其它的热交换器的平板散热片的平面图；
图5是沿图4的A-A线的剖视图；
图6示出了按照本发明的热交换器的平板散热片的平面图；
图7是沿图6的B-B线的剖视图；
图8是沿图6的C-C线的剖视图；
图9是用于说明本发明的气流的流动的示意图。
下面，参照附图详细说明本发明的一个实施例的空气调节器的热交换器。图中，对于与过去的结构相同的结构，用同一名称及同一符号代表，省去其详细说明。
在图6中，参考符号10示出，为了使在前述多个平板散热片的背面与表面流动的气流成为暖流并彼此混合，减少在前述多个热交换管2的后方产生的静流区，同时，为了提高整个的热交换性能，在热交换管的上下侧，在前述平板散热片上，朝气流的流动进行方向及气流的流动反对方向，左右对称地开口，并在围绕热交换管2的上下侧的规定面(周向面)按放射形设置多个百叶窗型的百叶板群。也就是说，前述百叶窗型的百叶板群10，如图6及图7所示，由第一及第二百叶窗型的百叶板部分20、30与第三及第四百叶窗型的百叶板部分40、50组成，第一及第二百叶窗型的百叶板部分20与30，为了使在前述平板散热片的背面与表面流动的气流相对于前述多个热交换管2之间以前方通过中间一半时成为暖流并彼此混合，在热交换管2的前方的上下侧以相互对称的形状沿在平板散热片1的里面与表面上突出的斜线方向分别设置，而第三及第四百叶窗型的百叶板部分40与50，为了一方面使通过前述第一及第二百叶窗型的百叶板部分20与30扩散的混合气流在相对于多个热交换管2之间从中间一半通过后方时进一步成为暖流并彼此混合，一方面减少在热交换管2的后方产生的静流区，在热交换管2的后方的上下侧以相互对称的形状沿在平板散热片1的里面与表面上突出的斜线方向分别设置。
在此情况下，前述第一及第二百叶窗型的百叶板部分20、30垂直于通过前述平板散热片1的气流前进方向开口，其左侧段突出于平板散热片的背面，而右侧段则沿在平板散热片1的表面上突出的斜线方向用切割加工设置。还有，前述第三及第四百叶窗型的百叶板部分40、50垂直于通过前述平板散热片1的气流的流动反对方向开口，其左侧段突出于平板散热片1的表面，而右侧段则沿在平板散热片1的背面突起的斜线方向用切割加工设置。
前述第一及第三百叶窗型的百叶板部分20、40的上段与前述热交换管2下部侧外周表面之间隔开规定的基板部分60，以相同的半径沿周围按放射形设置，而前述第二及第四百叶窗型的百叶板部分30、50的上段与前述热交换管2的上部侧外周表面之间隔开规定的基板部分60，以相同的半径沿周围按放射形设置。
前述第一及第三百叶窗型的百叶板部分20、40和第二及第四百叶窗型的百叶板部分30、50上下对称地设置着在它们相互之间隔开平行的规定的基板部分60。而第一及第二百叶窗型的百叶板部分20、30和第三及第四百叶窗型的百叶板部分40、50左右对称地设置，在其间隔开规定的基板部分60。
前述第一至第四百叶窗型的百叶板部分20、30、40、50分别具有沿横向连续的多个百叶板(70、71、72、73、74、75)，这些多个百叶板(70、71、72、73、74、75)相互间没有基板部分而是用切割加工以直接方式设置。
在图6至图9中，参考符号80所示是为了使前述平板散热片1的表面积增大，同时具有使由前述热交换管2产生的凝结水顺畅地流动的排水功能而相对于前述热交换管2的上下侧之间在中央沿垂直方向用轧波纹加工得到的波纹部分。
也就是说，前述波纹部分80，如图所示，设置于前述第一及第二百叶窗型的百叶板部分20、30和第三及第四百叶窗型的百叶板部分40、50之间的基板部60内，以其中央为中心的左右侧段具有相互对称的倾斜角，从前述平板散热片1的背面向表面隆起。其上下侧段与前述热交换管2的上下侧外周表面之间隔开规定的基板部分60，设置在按放射形设置的百叶窗型的百叶板群10的同一延线上。
下面，根据如此构成的本发明的一个实施例说明空气调节器的热交换器的作用。
当气流沿图6所示的大箭头S方向流动，而这一流动气流流入多个平板散热片1等的背面和表面侧之间时，此气流一边沿图9的实线箭头方向顺序地通过相对于多个热交换管2的前方侧、上下侧及后方侧分别在前述平板散热片1的背面与表面沿同一斜线方向突出的多个第一至第四百叶窗型的百叶板部分(20、30、40、50)，一边来自热交换管2的热流不被阻断，而是顺利地传送，上述气流不断地暖流化并彼此混合。
也就是说，沿平板散热片1的背面侧流动的气流的一部分通过垂直于气流前进方向开口、设置于热交换管2的上下侧的前方的第一及第二百叶窗型的百叶板部分(20、30)的百叶板(70、71、72、73、74、75)流动，当气流到达平板散热片1的表面时，与在表面侧流动的原来的气流混合，并由于这种气流混合而暖流化，从热交换管2的前方到中间的一半，有比较多量的气流停滞，同时在热交换管2的周边进行强度高的热交换，这样，就提高了热交换性能。
还有，像前面那样被暖流化的气流的一部分通过垂直于气流的流动反对方向开口、设置于热交换管2的上下侧的后方的第三及第四百叶窗型的百叶板部分40、50的百叶板(70、71、72、73、74、75)流动，该气流到达平板散热片1的背面侧时，与在背面侧流动的原来的气流混合，并由于这种气流混合而进一步被暖流化，从热交换管2的前方至后方，气流的流动不被阻断，而是一边沿热交换管2的周边表面顺利地暖流化并彼此混合，一边向热交换管1的后方传送，显著地减少压力的降低量，导致更顺利的气流流动。
在此情况下，由于第一至第四百叶窗型的百叶板部分(20、30、40、50)与热交换管2的上下侧的外周面之间隔开规定的基板部分60并按放射形设置，故通过这些第一至第四百叶窗型的百叶板部分(20、30、40、50)的暖气流进一步更多地通过热交换管2的后方，不但将在热交换管的后方产生的静流区减至最小，而且会在热交换管2的后方提高传热效率。
另一方面，在第一及第二百叶窗型的百叶板部分(20、30)和第三及第四百叶窗型的百叶板部分(40、50)之间、在平板散热片1的背面做成向表面突起的波纹部分80使平板散热片1的表面积增大，在将热交换器作为冷气设备用的蒸发器或冷凝器使用的场合，导致由于在热交换管2的内部流动的致冷剂温度与在平板散热片1之间流动的气流温度之差而产生的凝结水(例如结露现象)容易流动。
根据以上的说明，按照本发明的空气调节器的热交换器，由于隔着规定的基板部分围绕热交换管的上下侧外周面并按放射形设置多个百叶窗型的百叶板群，并且将在热交换管的前方设置的百叶窗型百叶板部分垂直于气流前进方向开口，同时将在热交换管的后方设置的百叶窗型百叶板部分垂直于气流的流动反对方向开口，故其效果为一方面减少流动气流的压力降低量，一方面被暖流化并彼此混合，使传热效果提高，同时，由于有效地减少在热交换管的后方发生的静流区，来自热交换管的热流不被阻断，而是顺利地传送，同时提高向多个热交换管之间中央的传热。
还有，由于在热交换管的上下侧之间，在垂直于百叶窗型的百叶板群的中央的位置，在平板散热片的背面做成向表面隆起的波纹部分，不仅增大了平板散热片的表面积，而且，在将热交换器作为冷气设备的蒸发器或冷凝器使用的场合，导致由于在热交换管的内部流动的致冷剂温度与在平板散热片之间流动的气流温度之差而产生的凝结水(例如结露现象)容易流动。

Claims (7)

1.一种空气调节器的热交换器，由气流在其间的间隙中流动并按一定间隔平行排列的多个平板散热片和流体在内部流动的垂直于前述多个平板散热片插入的多个热交换管构成，其特征在于，为了使在前述平板散热片的背面与表面流动的气流成为暖流并彼此混合，减少在前述多个热交换管的后方产生的静流区，同时提高热交换性能，相对于热交换管等的上下侧，在平板散热片上，朝气流的流动行进方向及气流的流动反对方向，左右对称地开口，并且围绕热交换管的上下侧的规定部位按放射形设置多个百叶窗型的百叶板群；
前述百叶窗型的百叶板群由第一及第二百叶窗型的百叶板部分和第二及第三百叶窗型的百叶板部分组成，第一及第二百叶窗型的百叶板部分，为了使在前述平板的背面与表面流动的气流相对于前述热交换管等之间从前方通过中间一半时与暖流混合，在热交换管的前方的上下侧以相互对称的形状沿在平板散热片的背面与表面上突出分别设置，而第三及第四百叶窗型的百叶板部分，为了使通过前述第一及第二百叶窗型的百叶板部分扩散的混合气流在相对于多个热交换管之间从中间一半通过后方时进一步与暖气流混合，并减少在热交换管的后方产生的静流区，在热交换管的后方的上下侧以相互对称的形状沿在平板散热片的背面与表面上突出分别设置。
2.如权利要求1所述的空气调节器的热交换器，其特征为，前述第一及第二百叶窗型的百叶板部分垂直于通过平板散热片的气流前进方向开口，其左侧段在平板散热片的背面突起，而右侧段则沿在平板散热片的表面上突出的斜线方向设置。
3.如权利要求1所述的空气调节器的热交换器，其特征为，前述第三及第四百叶窗型的百叶板部分垂直于通过前述平板散热片的气流的流动反对方向开口，其左侧段在平板散热片的表面上突起，而右侧段则沿在平板散热片的背面突起的斜线方向设置。
4.如权利要求1所述的空气调节器的热交换器，其特征为，前述第一至第四百叶窗型的百叶板部分分别具有沿横向连续的多个百叶板，而且是以没有基板部分的、直接方式设置。
5.如权利要求1所述的空气调节器的热交换器，其特征为，前述第一及第三百叶窗型的百叶板部分的上段和前述第二及第四百叶窗型的百叶板部分的下段，与前述热交换管的下部及上部侧的外周面隔开规定的基板部分，以相同的半径沿周围按放射形设置。
6.如权利要求1所述的空气调节器的热交换器，其特征为，为了使前述平板散热片的表面积增大，同时具有使由前述热交换管产生的凝结水容易地流动的排水功能，在前述热交换管的上下侧之间的中央设置了沿垂直方向的波纹部分。
7.如权利要求6所述的空气调节器的热交换器，其特征为，前述波纹部分，以其中央为中心，左右侧段相互对称，并且有规定的倾斜角，它在前述平板散热片的背面向表面突出。
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